摘要：电力行业的快速发展，使得我国经济发展迅速的同时使人们的生活有了翻天覆地的变化。随着电网建设的逐步发展，智能电网已经成为目前电力系统主要的电网形式，在智能电网中，电力系统的继电保护能够实现自动化。本文在对智能电网进行研究中，对继电系统和其自动化装置进行了分析和设计，并借助真实模拟实验的方式，对继电保护自动化的使用效果和可靠性进行了详尽的评估，保证智能电网运行的高效性和安全性。
关键词：电力系统；继电保护；自动化装置；可靠性
引言
改革开放初期，我国对于电力的需求处于供不应求的局面，随着国家经济快速提升和科学技术水平的快速发展，这一现象得到解决。但电力系统能否安全稳定的运行，与继电保护有着十分重要的联系。继电保护作为电力系统中一个重要的组成部分，在整个电力系统中起着至关重要的作用。与此同时，随着高科技时代的不断进步，自动化装置这一先进的、新型的设备装置也开始进入人们的视野，并逐渐被在各行各业中被应用，当然，毫无疑问的是，自动化装置在电力系统中也在被应用，而且十分广泛。而在继电保护中采用自动化装置处理工作，更能提高工作的可靠性和安全性，满足电力企业的实际发展需求。
1继电保护与自动化装置的应用现状分析
就目前而言，继电保护自动化装置在我国的电力企业中已经被广泛应用，并已经取得了不小的成效，能够在一定程度上建立一个可良性循环的电力操作系统。在保证继电保护自身工作运行的同时，也能满足现在实际发展的需求。而在技术层面，继电保护装置也已经发生了极大的改变，从以前只采用单一的熔断器模型到现在已经发展为采用电磁保护系统、晶体管保护系统、集成电器保护系统、计算机保护系统等多种系统合而为一的新型技术。在很大程度上促进了现代化信息技术的应用，而通过对继电保护自动化技术的不断完善，更可以有效的带动电力企业的发展和创新。但是，继电保护自动化装置并不是全能的，我国电力企业在目前的发展中依然存在着很多问题有待解决，例如在庞大系统的影响下，受到环境复杂化的影响，从而导致电路系统因为负荷过重而受到严重的工作压力影响。如果无法提高自动化系统应用连贯性与持续性，就不能更好的解决当前继电保护装置存在的问题，导致其工作成效降低，难以促进电力系统的多元化进步。
2提升电力系统继电保护可靠性的渠道
2.1电力系统继电保护可靠性指标
继电保护的可靠性是确保电力系统安全的保障，在电力保护装置质量保障的基础上，继电保护系统可以在有效的时间内准确的找出故障并且处理故障。在整个环节中一般是采用马尔科夫模型，也有的电力企业会结合概率分析的方式。继电保护设备的平均寿命指的是继电保护设备的平均运行时间，这个指标越大，那么设备的质量越好。平均无故障工作时间指的是在设备运行后第一次出现故障的时间。
2.2优化继电保护硬件冗余
在继电保护中硬件冗余主要起到的是容错的作用，当设备出现故障后，不会影响其他设备的运行，使继电保护充分发挥效果。所以，为了有效的提升继电保护的效果，应该充分发挥硬件冗余的效果，借助并联、备用等方式提升硬件冗余系统的效果，降低拒动率。拒动率主要是指继电保护不能按照规定运行的概率，拒动率越高，那么继电保护的可靠性就越低。因此，继电保护系统的优化主要是通过降低拒动率实现。在操作环节中，应该结合继电保护的方式，优化硬件冗余。
2.3提升继电保护装置的可靠性
继电保护装置主要会产生拒动作和误动作，在电力系统出现故障后，继电保护应该及时找出故障发生的具体位置，从而将故障部分隔离和停止运行，确保其他的线路还能正常运行。如果继电保护不能按照规定的操作进行，就会产生拒动作。误动作是继电保护装置将没有故障的线路切断。误动作和拒动作都是继电保护装置要避免的问题，也是提升继电保护装置可靠性需要解决的问题。将继电保护装置安装在电力系统二次保护回路中，从而可以提升系统运行的稳定性。
3继电保护自动化的可靠性试验
3.1继电保护自动化试验的测试装置
在开展继电保护自动化可靠性试验之前，首先需要针对智能电网中继电保护自动化的特点进行测试装置的设计。本文在进行装置设计时，根据所对应的继电保护自动化系统，将测试分为了若干个功能模块，使其与继电保护的工作模式进行一一对应。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆具体来说，在测试装置当中，首先需要包括一次仿真的测试，一次仿真的测试主要集中在对变电站中一次系统的仿真计算，通过对仿真数据的实时输出，来获取报文并进行解析，测试装置在借助变位信号，进行一次拓扑。此外，在装置当中，还应当具备维护模型的模块，进行测试时，模块能够对一次系统当中所出现的模型进行实时仿真，并提供安全隔离模型以及全站数据模型等具体模型。在测试装置中，还具有SCD解析模块，能够对变电站中全站的模型数据进行SCD解析。而且，测试装置所拥有的二次异常诊断还能够及时发现继电保护系统运行过程中出现的二次异常工况，利用逐项提供解决应对策略的方式解决异常问题。
3.2继电保护自动化试验测试方法
在完成了测试装置的设计之后，本文根据继电保护运行条件，开展了自动化可靠性的测试。首先进行了一次仿真算法的测试，在测试当中，根据以往的工作经验，主要测试对象为潮流计算、短路计算和输出值计算等具体方面。短路计算选用了叠加法，通过对继电保护正常运行状态下的网络短路情况，推定出短路电流作为恒定的电流源，再将恒定电流源与无源网络进行结合，描述此时的网络状态。随后，通过对称分量法对输出值进行计算，将二者相加最终获得短路出现时继电保护系统的网络状态。其次，本文还进行了有关继电保护的功能闭环试验，用以仿真测试继电保护在电网运行状态下的报文指令情况。在测试装置之中，可以通过仿真数据模型生成传达至整个变电站的sv报文，同时还能够对继电保护系统提供的goose报文进行接收。在测试时，测试装置首先发布sv报文，随后获取goose报文，通过解析手段，对goose报文当中关于跳闸等指令性命令进行提取，并以此作为修改一次仿真的模型拓扑。紧随其后，测试装置还需要对发出goose报文时继电保护装置的电流数值、电压数值等具体数值进行重新的仿真计算，最终以sv报文的方式传回至几点保护系统之中。第三，测试装置，还需要针对智能电网当中的继电保护系统进行故障定位测试，从而判断继电保护系统是否能够对电网故障进行快速处理。在试验当中，测试装置主要通过两个方面进行检测，其中一种检测方式是针对继电保护系统所提交的goose报文进行检验，通过传输路径的寻回策略，探寻到报文接收的具体位置。另一种方法则是利用信息流模型，借助端口连接、信息源位置的共同作用形成报文搜索，通过对传输路径的搜索可以获得设备的通信关系与设备之间的映射情况，最终获得故障定位信息，了解继电保护在面对电网故障时的处理情况。
4继电保护自动化装置的可靠性评估
4.1继电保护自动化可靠性指标
在现代化的智能电网继电保护当中，自动化的装置所具有的可靠性一般是指构成原理和输入特征量两个方面，在前文的测试实验之中，可以看出，在自动化的构成原理和输入特征量的运行过程中，影响可靠性的主要问题集中在继电保护成功率、继电保护故障排查等几个方面，其中，成功率指标是指在继电保护过程中自动化装置能够完成试验的成功几率，继电保护故障排查则是指继电保护自动化系统对电网中存在的电力运行故障的准确无误的判断和对电网的保护的具体情况，这二者是目前在进行可靠性评估时所采用的重要指标。通过试验，可以对指标进行分析和打分，从而判断在电网当中继电保护系统是否具有满足电力运行的可靠性。
4.2继电保护的风险点分析
与传统的继电保护相比，自动化的继电保护系统一旦无法正常进行电力故障判断，或在运行过程中存在严重故障，则会造成电力系统的风险，影响电力运行。因此在进行可靠性评估时，工作人员还应当对继电保护系统可能存在的风险点进行详细分析。本文所面对的智能电网系统中，继电保护系统的风险点一般存在于采样通道、额定延时等几个方面，其中，某变电站所采用的双AD通道在使用过程中，需要对电流和电压等具体的信息进行通道采样，并且保证数据之间存在的幅值差异不超过0.025，一旦丧失精度超过幅值标准就会出现保护误动，影响电网运行。而额定延时的风险体现在自动化装置的固有延时，一般单机装置的延时需在1毫秒之内，联机设备的延时也不应当超过2毫秒，在出现延时过高的情况时，自动化系统需要进行功能闭锁。
结语
总而言之，继电保护与自动化装置对于整个电力系统的运行都有着至关重要的作用。电力企业只有将继电保护和自动化装置科学有效的应用于电力系统的运行之中，才能有效提高电力系统的安全稳定可持续运行，由此而促进电力企业的快速发展。继电保护自动化装置是电力系统安全运行的保障，及时的记录初始化状态，对装置的运行情况进行分析，可以确保电力系统稳定运行。
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论文作者:朱磊
论文发表刊物:《电力设备》2018年第29期
论文发表时间:2019/3/27
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